物理二轮复习跟踪训练：第18讲 电学实验

第18讲电学实验跟踪训练实验题:1.(2025·河北卷,3)1992年,江苏扬州出土的古代铜卡尺,由固定尺和活动尺组成,现代游标卡尺的构件与其非常相似,已成为常用的测量工具。用游标卡尺测量某物体的长度,示数如图所示,其读数为()A.14.20mmB.14.2mmC.17.20mmD.17.2mm2.(2025·江苏卷,2)用图示可拆变压器进行探究实验,当变压器左侧的输入电压为2V时,若右侧接线柱选取“0”和“4”,右侧获得4V输出电压,则左侧接线柱选取的是()A.“0”和“2”B.“2”和“8”C.“2”和“14”D.“8”和“14”3.(2025·湖北孝感高三期末)如图为“研究电磁感应现象”的实验装置。(1)将图中所缺的导线补接完整。(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后可能出现的情况有:①将线圈A迅速插入线圈B时,灵敏电流计的指针将。

②线圈A插入线圈B后,将滑动变阻器接入电路的阻值调小时,灵敏电流计的指针(均选填“向左偏”或“向右偏”)。

(3)如果线圈B两端不接任何元件,则线圈B中。

A.因电路不闭合,无电磁感应现象B.不能用楞次定律判断感应电动势的高、低C.可以用楞次定律判断感应电动势的高、低D.有电磁感应现象,但无感应电流,只有感应电动势4.某物理小组欲探究变压器线圈两端电压与匝数的关系,提供的实验器材有:学生电源、可拆变压器、交流电压表、若干导线。图甲为实验原理图,在原线圈A、B两端加上电压,用电压表分别测量原、副线圈两端的电压,测量数据如表:实验序号原线圈匝数n1=400原线圈两端电压U1(V)副线圈匝数n2=200副线圈两端电压U2(V)副线圈匝数n3=1400副线圈两端电压U3(V)15.82.920.328.04.028.0312.66.244.1请回答下列问题:(1)在图乙中,应将A、B分别与(填“a、b”或“c、d”)连接。

(2)根据上表数据得出的实验结论是:在实验误差允许范围内,变压器原、副线圈的电压之比等于。

(3)在实验序号为2的测量中,若把图丙中的可移动铁芯取走,副线圈匝数n2=200,则副线圈两端电压(填正确答案标号)。

A.一定小于4.0VB.一定等于4.0VC.一定大于4.0V5.(2025·甘肃卷,12)某兴趣小组设计测量电阻阻值的实验方案。可用器材有:电池(电动势1.5V)两节,电压表(量程3V,内阻约3kΩ),电流表(量程0.3A,内阻约1Ω),滑动变阻器(最大阻值20Ω),待测电阻Rx,开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干。(1)首先设计如图甲所示的电路。①要求用S2选择电流表内、外接电路,请在图甲中补充连线将S2的c、d端接入电路;②闭合S1前,滑动变阻器的滑片P应置于端(选填“a”或“b”);

③闭合S1后,将S2分别接c和d端,观察到这两种情况下电压表的示数有变化,电流表的示数基本不变,因此测量电阻时S2应该接端(选填“c”或“d”)。

(2)为了消除上述实验中电表引起的误差,该小组又设计了如图乙所示的电路。①请在乙图中补充连线将电压表接入电路;②闭合S1,将S2分别接c和d端时,电压表、电流表的读数分别为Uc、Ic和Ud、Id,则待测电阻阻值Rx=(用Uc、Ud、Ic和Id表示)。

6.(2025·黑、吉、辽、内蒙古卷,11)在测量某非线性元件的伏安特性时,为研究电表内阻对测量结果的影响,某同学设计了如图(a)所示的电路。选择多用电表的直流电压挡测量电压。实验步骤如下:①滑动变阻器滑片置于适当位置,闭合开关;②表笔分别连a、b接点,调节滑片位置,记录电流表示数I和a、b间电压Uab;③表笔分别连a、c接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录a、c间电压Uac;④表笔分别连b、c接点,调节滑片位置,使电流表示数仍为I,记录b、c间电压Ubc,计算Uac-Ubc;⑤改变电流,重复步骤②③④,断开开关。作出I-Uab、I-Uac及I-(Uac-Ubc)曲线如图(b)所示。回答下列问题:(1)将多用电表的红、黑表笔插入正确的插孔,测得a、b间的电压时,红表笔应连接点(选填“a”或“b”)。

(2)若多用电表选择开关旋转到直流电压挡“0.5V”位置,电表示数如图(c)所示,此时电表读数为V(结果保留3位小数)。

(3)图(b)中乙是(选填“I-Uab”或“I-Uac”)曲线;

(4)实验结果表明,当此元件阻值较小时,(选填“甲”或“乙”)曲线与I-(Uac-Ubc)曲线更接近。

7.(2025·河南卷,11)实验小组研究某热敏电阻的特性,并依此利用电磁铁、电阻箱等器材组装保温箱。该热敏电阻阻值随温度的变化曲线如图甲所示,保温箱原理图如图乙所示。回答下列问题:(1)图甲中热敏电阻的阻值随温度的变化关系是(选填“线性”或“非线性”)的。

(2)存在一个电流值I0,若电磁铁线圈的电流小于I0,衔铁与上固定触头a接触;若电流大于I0,衔铁与下固定触头b接触。保温箱温度达到设定值后,电磁铁线圈的电流在I0附近上下波动,加热电路持续地断开、闭合,使保温箱温度维持在设定值。则图乙中加热电阻丝的c端应该与触头(选填“a”或“b”)相连接。

(3)当保温箱的温度设定在50℃时,电阻箱旋钮的位置如图丙所示,则电阻箱接入电路的阻值为Ω。

(4)若要把保温箱的温度设定在100℃,则电阻箱接入电路的阻值应为Ω。

8.(2025·广东卷,12)科技小组制作的涡流制动演示装置由电磁铁和圆盘控制部分组成。图甲(a)是电磁铁磁感应强度的测量电路,所用器材有:电源E(电动势15V,内阻不计),电流表(量程有0.6A和3A,内阻不计);滑动变阻器RP(最大阻值100Ω);定值电阻R0(阻值10Ω);开关S;磁传感器和测试仪;电磁铁(线圈电阻16Ω);导线若干。图甲(b)是实物图,图中电机和底座相固定,圆形铝盘和电机转轴相固定。请完成下列实验操作和计算。(1)量程选择和电路连接。①由器材参数可得电路中的最大电流为A(结果保留2位有效数字),为减小测量误差,电流表的量程选择0.6A挡。

②图甲(b)中已正确连接了部分电路,请在虚线框中完成RP、R0和间的实物图连线。(2)磁感应强度B和电流I关系测量。①将图甲(a)中的磁传感器置于电磁铁中心,滑动变阻器RP的滑片P置于b端。置于b端目的是使电路中的电流,保护电路安全。

②将滑片P缓慢滑到某一位置,闭合S,此时的示数如图乙所示,读数为A,分别记录测试仪示数B和I,断开S。

③保持磁传感器位置不变,重复步骤②。④图丙是根据部分实验数据描绘的B-I图线,其斜率为mT/A(结果保留2位有效数字)。

(3)制动时间t测量。利用图甲(b)所示装置测量了t,结果表明B越大,t越小。9.(2025·四川德阳二模)某同学欲用下列器材测量电源的电动势E与内阻r。A.待测电源(电动势E约为9V,内阻r未知)B.电流表A(量程0.6A,内阻RA未知)C.电阻箱R(0~999.9Ω)D.定值电阻R1=25ΩE.定值电阻R2=15ΩF.单刀单掷开关S1、单刀三掷开关S2,导线若干该同学按图甲所示的电路连接器材。(1)该同学采用“电桥法”测量电流表的内阻RA。闭合开关S1,将开关S2先后掷向a和b,并调节电阻箱,反复操作后发现当R=375.0Ω,将开关S2掷向a和b时,电流表示数相同,则电流表的内阻RA=Ω(结果保留1位小数)。

(2)该同学再利用图甲电路测量电源的电动势和内阻。将开关S2掷向触点c,闭合开关S1,多次调节电阻箱,记录下电阻箱的阻值R和电流表的示数I;利用R、I数据绘制1I-1R图像如图乙所示,则电源的电动势E=V,内阻r=Ω(结果均保留2位有效数字)。(3)利用该实验电路测出电动势和内阻的测量值和真实值相比:E测E真,r测r真(选填“>”“<”或“=”)。

(4)现有两个相同规格的小灯泡L1、L2,此种灯泡的I-U特性曲线如图丙所示,将它们并联后与一电源(E'=2.0V,r'=0.5Ω)和定值电阻(R0=2Ω)串联,如图丁所示,则灯泡L1的实际功率为W(结果保留1位有效数字)。

10.(2025·北京海淀模拟)为探究影响感应电流方向的因素,同学们做了如下的实验。(1)小明同学用如图甲的实验装置探究影响感应电流方向的因素,所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为:当电流从“+”接线柱流入电流表时,指针向右偏转。将条形磁体按如图甲方式S极向下插入螺线管时,发现电流表的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图乙所示。关于该实验,下列说法正确的是。

A.必须保证磁体匀速运动,灵敏电流计指针才会向右偏转B.将磁体向下插入或向上抽出的速度越大,灵敏电流计指针偏转幅度越小C.将磁体的N、S极对调,并将其向上抽出,灵敏电流计指针仍向右偏转D.将磁体的N、S极对调,并将其向下插入,灵敏电流计指针仍向右偏转(2)小宁同学用如图丙所示的器材研究感应电流的方向。将线圈A插入线圈B中,闭合开关S瞬间,发现电流计指针右偏,则保持开关闭合,以下操作中也能使电流计右偏的是。

A.插入铁芯B.拔出线圈AC.将滑动变阻器的滑片向左移动D.将滑动变阻器的滑片向右移动(3)实验结束后,该同学又根据教材结合自感实验做了如下改动。如图丁所示,在两条支路上将电流计换成电流传感器,接通电路稳定后,再断开电路,并记录下两支路的电流情况如图戊所示,由图戊可知:①流过灯泡的电流是(选填“i1”或“i2”);

②在不改变线圈电阻等其他条件的情况下,只将铁芯拔出后重做上述实验,可观察到灯泡在断电后处于亮着的时间将(选填“变长”“变短”或“不变”)。

11.(2025·山东卷,14)某实验小组为探究远距离高压输电的节能优点,设计了如下实验。所用实验器材为:学生电源;可调变压器T1、T2;电阻箱R;灯泡L(额定电压为6V);交流电流表A1、A2、A3,交流电压表V1、V2;开关S1、S2,导线若干。部分实验步骤如下:(1)模拟低压输电。按图甲连接电路,选择学生电源交流挡,使输出电压为12V,闭合S1,调节电阻箱阻值,使V1示数为6.00V,此时A1(量程为250mA)示数如图乙所示,为mA,学生电源的输出功率为W。

(2)模拟高压输电。保持学生电源输出电压和电阻箱阻值不变,按图丙连接电路后闭合S2。调节T1、T2,使V2示数为6.00V,此时A2示数为20mA,则低压输电时电阻箱消耗的功率为高压输电时的倍。

(3)A3示数为125mA,高压输电时学生电源的输出功率比低压输电时减少了W。

12.(2025·上海华师大附中模拟)物理小组的同学准备利用压敏电阻和电流表制作一个电子压力计,他们希望能从表盘上直接读出压力大小。他们设计的电路如图甲所示,其中R1是定值电阻,R2是最大阻值为500Ω的滑动变阻器,理想电流表A的量程为0~6mA,电源电动势E为9V,内阻不计。压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的关系如图乙所示。(1)同学们找到了三个定值电阻,R1应选阻值为(选填“A”“B”或“C”)的,它的作用是。

A.10ΩB.500ΩC.1200Ω(2)连接好电路后,兴趣小组的同学调节R2,在未对压敏电阻施加压力时,使电流表指针指到满偏位置,则电流表的5mA刻度线处应标注N;改装后电子压力计的刻度(选填“均匀”或“不均匀”),试说明理由。

(3)若考虑电流表的内阻和电源的内阻,则压力的测量值(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。

参考答案：1.答案C解析由题图可知,主尺读数为17mm,游标尺上的第10条刻度线与主尺上的刻度线对齐,则游标尺的读数为10×0.02mm=0.20mm,所以读数为17mm+0.20mm=17.20mm,故C正确。2.答案A解析根据理想变压器电压与匝数的关系有U1U2=n1n2,其中U1=2V,U2=4V,n2=4,解得n3.答案(1)见解析图(2)①向右偏②向右偏(3)CD解析(1)将电池、开关、滑动变阻器与线圈A连接成闭合回路,将线圈B与灵敏电流计连接成闭合回路,实物图连接如图所示。(2)①开关闭合时,灵敏电流计的指针向右偏,表明在磁场方向不变的情况下,增大穿过线圈B的磁通量,则灵敏电流计的指针向右偏。将线圈A迅速插入线圈B时,穿过线圈B的磁通量增大,则灵敏电流计的指针将向右偏。②线圈A插入线圈B后,将滑动变阻器接入电路的阻值调小时,线圈A中电流增大,产生的磁场增强,穿过线圈B的磁通量增加,则灵敏电流计的指针将向右偏。(3)在线圈B中磁通量发生变化时,即使线圈B不闭合,也有电磁感应现象,但线圈B中无感应电流,只有感应电动势,同样可以利用楞次定律判断感应电动势的高、低,选项C、D正确。4.答案(1)c、d(2)原、副线圈的匝数之比(3)A解析(1)在探究变压器线圈两端电压与匝数的关系的实验中,原线圈两端应接入交变电流,故应将A、B分别与c、d连接。(2)根据题表中数据可得,在实验误差允许范围内,U1U2=n1n2,U1U3(3)若把题图丙中的可移动铁芯取走,磁损耗变大,原线圈中磁通量变化率比副线圈磁通量变化率大,根据法拉第电磁感应定律知,副线圈两端电压一定小于4.0V,故选A。5.答案(1)①见解析图(a)②b③c(2)①见解析图(b)②UcI解析(1)①实物连接图如图(a)所示。②闭合S1前,根据滑动变阻器的限流式接法知,滑片P应置于b端,连入电路中的阻值最大,保护电路的安全。③闭合S1后,将S2分别接c和d端,观察到这两种情况下电压表的示数有变化,电流表的示数基本不变,说明电流表分压明显,为减小实验误差,应采用电流表外接法,因此测量电阻时S2应该接c端。(2)①实物连接图如图(b)所示。②根据电路分析,当闭合S1,将S2接c端时,电压表、电流表的读数分别为Uc、Ic,由欧姆定律知UcIc=Rx+RA将S2接d端时,电压表、电流表的读数分别为Ud、Id,有UdId=RA可得待测电阻阻值Rx=UcIc6.答案(1)a(2)0.377(0.376~0.378均可)(3)I-Uac(4)甲解析(1)多用电表作为电压表使用时,电流需从红表笔流入、黑表笔流出。在题图(a)电路中,a点电势高于b点,所以红表笔应接高电势的a点。(2)选择直流电压挡“0.5V”,表盘刻度需对应题图(c)中表盘中间刻线满偏刻度为“50”的刻度线,每小格代表0.01V,指针所指位置在37~38格之间偏右,读数为37.7×0.01V=0.377V。(3)测Uab时,多用电表并联在元件两端,此时I-Uab曲线反映元件真实伏安特性。测Uac时,多用电表并联在元件和电流表两端,Uac=Uab+U电流表,同一电流下Uac大于Uab。题图(b)中乙曲线在相同电流下电压值更大,故乙为I-Uac曲线,甲为I-Uab曲线。(4)当元件阻值较小时,多用电表内阻对测量结果的影响相对较小,此时Uac-Ubc≈Uab,即I-(Uac-Ubc)曲线与I-Uab曲线更接近,故甲曲线(I-Uab)与I-(Uac-Ubc)曲线更接近。7.答案(1)非线性(2)a(3)130.0(4)210.0解析(1)由题图甲可知,热敏电阻的阻值随温度非线性变化。(2)根据题图甲可知,保温箱内温度升高时热敏电阻阻值减小,电磁铁线圈中电流增大,又电流大于I0时衔铁与下固定触头b接触,可知在温度较低时衔铁与上固定触头a接触,加热电阻丝连入电路工作,即加热电阻丝的c端与触头a相连接。(3)根据电阻箱的读数可知,电阻箱接入电路的阻值为1×100Ω+3×10Ω+0×1Ω+0×0.1Ω=130.0Ω。(4)由(3)可知保温箱的温度设定在50℃时,电阻箱的阻值为130.0Ω,50℃时热敏电阻的阻值为180Ω,由闭合电路欧姆定律可知EI0=r+R热敏+R电阻箱+R电磁铁,则保温箱在不同设定温度下,电阻箱与热敏电阻阻值之和相同,若要把保温箱的温度设定在100℃,此时热敏电阻的阻值为100Ω,则电阻箱接入电路的阻值为210.0Ω。8.答案(1)①0.58②见解析图(2)①最小②0.48④30(29解析(1)①当滑动变阻器接入电路的阻值最小时,电路中的电流最大,由闭合电路欧姆定律得电路中的最大电流为Im=ER0+R②根据电路图连接实物图如图所示。(2)①滑动变阻器的滑片置于b端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时电路中的电流最小。②电流表量程为0.6A,分度值为0.02A,所以题图乙电流表的读数为0.48A。④根据题图丙中图线可知,其斜率k=17.2−5.20.56−0.16mT/A=30mT/A9.答案(1)1.0(2)9.12.3(3)==(4)0.2解析(1)根据“电桥法”基本原理,开关S2掷向a和b时,电流表示数相同,表示两条支路的用电器的分压比相同,即RR1=R2RA可得R(2)将开关S2掷向触点c,闭合开关S1,根据闭合电路欧姆定律有E=I(R2+RA)+I+I(R2+RA)R结合图乙可得,截距为b=R2+RA+rE=2A-1斜率为k=(R解得E=647V≈9.1V,r=167Ω≈2.3(3)根据(2)的分析可知,电流表内阻已知,所以测得的电动势和内阻均等于真实值。(4)设灯泡两端的电压为U,通过灯泡的电流为I,根据闭合电路欧姆定律,有E'=U+2I(R0+r')整理可得I=E'2(R0+r')-在图丙中作出图像,如图所示。则图像中的交点就是灯泡的实际工作点,电流为I=0.2A,电压为U=1V,实际功率为P=UI=0.2W。10.答案(1)C(2)AC(3)①i1②变短解析(1)S极向下插入螺线管时,不需要保证磁体匀速运动,灵敏电流计指针都会向右偏转,故A错误;将磁体向下插入或向上抽出的速度越大,灵敏电流计指针偏转幅度越大,故B错误;将磁体的N、S极对调,并将其向上抽出,则穿过螺线管的磁通量向下减小,根据楞次定律可知,线圈中感应电流方向由B到A,则电流从“+”接线柱流入灵敏电流计,灵敏电流计的指针向右偏转,故C正确;将磁体的N、S极对调,并将其向下插入,则穿过螺线管的磁通量向下增大,根据楞次定律可知,线圈中感应电流方向由A到B,则电流从“-”接线柱流入灵敏电流计,灵敏电流计的指针向左偏转,故D错误。(2)将线圈A插入线圈B中,闭合开关S瞬间,发现电流计指针右偏,可知当线圈B中的磁通量增加时,电流计指针右偏。插入铁芯,线圈B中的磁通量增加,电流计指针右偏,故A正确;拔出线圈A,线圈B中的磁通量减少,电流计指针左偏,故B错误;将滑动变阻器的滑片向左移动,线圈A中电流增大,线圈B中的磁通量增加,电流计指针右偏,故C正确;将滑动变阻器的滑片向右移